JP6654657B2 - 調節機能評価装置 - Google Patents
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Description
[光学系の構成]
実施形態に係る調節機能評価装置1に設けられた光学系について説明する。図1は、光学系の構成の一例を示す。調節機能評価装置1には、撮影光学系10と、測定光学系30と、視標投影光学系50と、干渉光学系60とが設けられている。
撮影光学系10は、被検眼Eの前眼部を撮影するために用いられる。撮影光学系10は、前眼部照明光源11と、対物レンズ12と、リレーレンズ13および14と、結像レンズ15と、撮像素子16とを有する。
測定光学系30は、被検眼Eの光学特性を光学的に測定する。この実施形態の測定光学系30は、被検眼Eの屈折力測定を行う。測定光学系30は、測定光源31と、コリメートレンズ32と、リング透光板33と、リレーレンズ34と、リング状絞り35と、孔空きプリズム36と、ビームスプリッタ37および38と、対物レンズ12と、反射ミラー39と、リレーレンズ40と、移動レンズ41と、反射ミラー42と、ビームスプリッタ43と、結像レンズ15と、撮像素子16とを有する。測定光学系30は、ビームスプリッタ38および43により撮影光学系10と同軸になるよう構成されている。
視標投影光学系50は、各種の視標を被検眼Eに呈示する。視標投影光学系50は、視標光源51と、視標板52と、リレーレンズ53および54と、反射ミラー55と、ビームスプリッタ38と、対物レンズ12とを有する。視標投影光学系50は、ビームスプリッタ38により撮影光学系10および測定光学系30と同軸になるよう構成されている。
干渉光学系60は、被検眼EのOCTに用いられる。干渉光学系60は、光源ユニット61と、光ファイバ62と、ファイバカプラ63と、光ファイバ64と、コリメータ65と、光スキャナ66と、合焦レンズ67と、反射ミラー68と、リレーレンズ69と、ビームスプリッタ70と、対物レンズ12と、光ファイバ71と、コリメータ72と、集光レンズ73と、参照ミラー74と、光ファイバ75と、検出部76とを有する。
調節機能評価装置1の制御系の構成例を図2および図3に示す。
調節機能評価装置1の制御系は、制御部100を中心に構成される。制御部100は、たとえば、プロセッサ、記憶装置、通信インターフェイス等を含んで構成される。記憶装置には、制御用・演算用のコンピュータプログラムやデータが記憶されている。制御部100には、主制御部110と記憶部120が設けられている。
主制御部110は、調節機能評価装置1の各部を制御する。たとえば、主制御部110は、図1に示す前眼部照明光源11、撮像素子16、アライメント光源21、測定光源31、視標光源51、光源ユニット61、光スキャナ66、検出部76などの動作を制御する。なお、図示は省略するが、主制御部110は、前述のアッテネータや偏波コントローラの制御を行う。
記憶部120は、各種のデータを記憶する。記憶部120に記憶されるデータとしては、たとえば、前眼部像の画像データ、OCTにより取得されたデータ(反射強度プロファイル、画像データ等)、被検眼の測定データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。
検出部76は、測定光の戻り光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出して信号を出力する。この信号は、画像形成部150に入力される。画像形成部150は、検出部76からの信号に基づいて、測定光の照射位置(走査点)におけるAラインの反射強度プロファイルを求める。さらに、画像形成部150は、各Aラインの反射強度プロファイルを処理してAライン像(Aスキャン像)の画像データを形成する。また、画像形成部150は、測定光のスキャンパターン(走査点の配列)に応じて複数のAスキャン像を配列することにより、Aスキャン像が1次元的に(直線的にまたは曲線的に)配列された2次元断面像(Bスキャン像)の画像データや、Aスキャン像が2次元的に配列された3次元断面像の画像データ(スタックデータ)を形成する。
データ処理部160は、各種のデータ処理を実行する。たとえば、データ処理部160は、OCT画像や前眼部像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。その例として、輝度補正や分散補正などがある。また、データ処理部160は、画像形成部150により形成されたスタックデータに補間処理等を施すことにより、ボリュームデータ(ボクセルデータ)を形成する。また、データ処理部160は、スタックデータやボリュームデータにレンダリングを施すことにより表示用データを生成する。データ処理部160は、ハードウェア回路や、データ処理用ソフトウェアを実行するプロセッサを含む。
水晶体情報生成部161は、調節刺激が与えられている状態の被検眼Eに対するOCTにより取得されたデータに基づいて、水晶体の一部に相当する領域の位置および/または形状を示す水晶体情報を生成する。
評価情報生成部162は、水晶体情報生成部161により生成された水晶体情報に基づいて、被検眼Eの調節機能に関する評価情報を生成する。この処理を実行するために、評価情報生成部162は、変化情報取得部1621と、情報生成部1622とを有する。
評価情報は、被検眼Eの光学特性を示す情報を含んでいてよい。その場合、光学特性情報取得部163が設けられる。光学特性情報取得部163は、測定光学系30により取得された被検眼の光学特性を解析する。測定光学系30は、調節刺激が与えられている状態における被検眼Eの光学特性を測定する。たとえば、測定光学系30は、第1の調節刺激が与えられている状態の被検眼を測定して第1の測定値を取得し、かつ、第2の調節刺激が与えられている状態の被検眼を測定して第2の測定値を取得する。これら測定は、OCTと並行してまたは異なるタイミングで行われる。光学特性情報取得部163は、取得された第1の測定値および第2の測定値に基づいて、調節刺激の変化に伴う被検眼の光学特性の変化を示す情報を取得する。この情報を光学特性情報と称する。
ユーザインターフェイス180は、検者や被検者に情報を提供するために、そして検者や被検者が操作や情報入力を行うために使用される、マンマシンインターフェイスである。ユーザインターフェイス180には、表示部181と操作部182とが含まれる。
表示部181には、たとえば、調節機能評価装置1に設けられた表示デバイスが含まれる。また、調節機能評価装置1にコンピュータが接続されている場合、表示部181は、このコンピュータのディスプレイを含んでいてもよい。表示部181は、主制御部110の制御を受けて情報を表示する。
操作部182は、調節機能評価装置1の操作や情報入力に用いられる。操作部182には、調節機能評価装置1に設けられたレバーやボタンなどのハードウェアキーが含まれる。また、調節機能評価装置1にコンピュータが接続されている場合、操作部182は、このコンピュータの操作デバイスや入力デバイスを含んでいてもよい。主制御部110は、操作部182からの信号を受けて制御を実行する。
調節機能評価装置1の動作について説明する。
調節機能評価装置1の第1の動作例を図5に示す。本動作例では、2つの調節刺激が被検眼Eに付与される。
まず、被検眼Eに対する光学系のアライメントを行う。具体的には、まず、主制御部110は、前眼部照明光源11およびアライメント光源21を点灯させるとともに、撮像素子16の動作を開始させる。それにより、アライメント視標像が投影された被検眼Eの前眼部像が得られる。主制御部110は、この前眼部像を表示部181に表示させる。ユーザは、従来と同様の要領で、前眼部像に映り込んでいるアライメント視標像の位置を参照しつつ光学系の位置を調整することにより、被検眼Eに対するアライメントを行う。なお、主制御部110がアライメント視標像の位置を解析して光学系の位置を調整することにより、アライメントを自動で行うことも可能である。
アライメントが完了したら、主制御部110は、被検眼Eに第1の調節刺激を付与する。具体的には、主制御部110は、視標光源51を点灯させるとともに、視標駆動部50Aを制御して視標光源51および視標板52を第1の調節刺激に相当する位置に配置させる。なお、第1の調節刺激に相当する視標光源51等の位置は、あらかじめ設定されている。これは、たとえば、被検眼Eの遠点に相当する位置である。
被検眼Eに第1の調節刺激が付与されている状態において、主制御部110は、OCTおよび光学特性測定を実行させる。なお、これら2つの動作は、少なくとも2つを並行して行ってもよいし、異なるタイミングで行なってもよい。
OCTおよび光学特性測定が完了したら、主制御部110は、被検眼Eに第2の調節刺激を付与する。具体的には、主制御部110は、視標駆動部50Aを制御することで、第1の調節刺激に相当する位置に配置されている視標光源51および視標板52を、第2の調節刺激に相当する位置に移動させる。なお、第2の調節刺激に相当する視標光源51等の位置は、あらかじめ設定されている。これは、たとえば、被検眼Eの近点に相当する位置である。
被検眼Eに第2の調節刺激が付与されている状態において、主制御部110は、OCTおよび光学特性測定を実行させる。この処理は、ステップS3と同様にして実行される。それにより、第2の調節刺激が与えられている状態における被検眼Eについての第2のOCTデータと、被検眼Eの光学特性の第2の測定値とが得られる。これら情報は、記憶部120に記憶される。
データ処理部160は、ステップS3およびステップS5において取得された第1および第2のOCTデータに基づいて2つの水晶体情報を生成し、これら水晶体情報に基づいて調節刺激の変化に伴う水晶体の変化を示す変化情報を取得し、取得された変化情報に基づいて評価情報を生成する。
調節機能評価装置1の第2の動作例を図6に示す。本動作例では、単一の調節刺激が被検眼Eに付与され、基準データを参照して評価情報が生成される。なお、基準データは、遠点に相当する調節刺激が付与されていている状態における、水晶体の厚さを示す情報を含んでいるとする。この情報は、被検眼Eについて過去に得られた情報、または標準的な情報である。また、基準データは、当該調節刺激が付与されている状態における被検眼Eの光学特性の測定値を含んでいてもよい。
第1の動作例と同様にして、被検眼Eに対する光学系のアライメントが行われる。
アライメントが完了したら、主制御部110は、被検眼Eの近点に相当する調節刺激を被検眼Eに付与する。なお、基準データが近点に対応する水晶体の厚さを示す情報を含んでいる場合には、被検眼Eの遠点に相当する調節刺激が被検眼Eに付与される。
被検眼Eに調節刺激が付与されている状態において、主制御部110は、OCTおよび光学特性測定を実行させる。この処理は、第1の動作例と同様にして実行される。
主制御部110は、記憶部120に記憶されている基準データを読み出してデータ処理部160に送る。
データ処理部160は、ステップS13において取得されたOCTデータに基づいて水晶体情報(厚さ情報)を求め、求められた厚さ情報とステップS14において読み出された基準データ(同様に、水晶体の厚さを示す)とに基づいて、調節刺激の変化に伴う水晶体の変化を示す変化情報を取得し、取得された変化情報に基づいて評価情報を生成する。
実施形態に係る調節機能評価装置の作用および効果について説明する。
反復的OCT計測を利用した実施形態について説明する。反復的OCT計測とは、被検眼の実質的に同じ部位にOCTを反復的に実行する計測手法を意味する。反復的OCT計測によれば、被検眼の実質的に同じ部位のOCTデータが繰り返し取得される。なお、所定の反復レートでOCTを繰り返し、OCT画像データを反復的に取得することで、被検眼の実質的に同じ部位の時系列画像が得られる。さらに、比較的速い反復レートを適用することで動画像が得られる。
本動作例では、一定の調節刺激が与えられている状態の被検眼Eに対してOCTが実行される。なお、調節刺激を付与するタイミングとOCTを実行するタイミングとの関係は任意であってよい。たとえば、一定の調節刺激が付与される期間は、OCTが実行されている期間の一部または全部であってよい。以下、図7を参照する。
第1の実施形態と同様にして、被検眼Eに対する光学系のアライメントが行われる。
アライメントが完了したら、主制御部110はOCTを開始させる。
OCTが開始された後、主制御部110は、所定の調節刺激を被検眼Eに付与する。この処理は、たとえば、調節刺激が与えられていない状態から所定の調節刺激を直接に与えるようにしてもよいし、調節刺激が与えられていない状態から所定の調節刺激まで徐々に移行するようにしてもよい。
所定のトリガを受けて、主制御部110はOCTを終了させる。このトリガとしては、たとえば、ユーザによる指示や、所定時間の経過や、所定のイベントの発生などがある。所定のイベントは、たとえば、被検眼Eの状態の変化や実質的な定常化である。
データ処理部160は、ステップS22〜ステップS24の間に取得されたOCTデータに基づいて評価情報を生成する。
本動作例では、OCTを実行しつつ調節刺激を変化させる。なお、第1の動作例と同様に、調節刺激を付与するタイミングとOCTを実行するタイミングとの関係は任意であってよい。また、調節刺激の変化は、連続的な変化でもよいし、段階的な変化でもよい。以下、図8を参照する。
第1の実施形態と同様にして、被検眼Eに対する光学系のアライメントが行われる。
アライメントが完了したら、主制御部110はOCTを開始させる。
OCTが開始された後、主制御部110は、所定の初期調節刺激を被検眼Eに付与する。この処理は、たとえば、第1の動作例と同様にして実行される。
主制御部110は、被検眼Eに付与される調節刺激を変化させる。調節刺激の変化は、たとえば、あらかじめ設定された工程に応じて自動で行われる。或いは、検者の指示に応じて調節刺激の変化が実行される。
所定のトリガを受けて、主制御部110は、調節刺激の付与を終了させる処理と、OCTを終了させる処理とを行う。このトリガは、たとえば、第1の動作例と同様であってよい。また、調節刺激の付与の終了タイミングとOCTの終了タイミングは、同じであってもよいし、異なってもよい。後者の場合、それぞれの終了トリガが入力される。
データ処理部160は、ステップS32〜ステップS35の間に取得されたOCTデータに基づいて評価情報を生成する。この処理は、第1の動作例と同様であってよい。
実施形態に係る調節機能評価装置の作用および効果について説明する。
以上に説明した構成は、この発明を実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。以下に示す変形例は、この発明の要旨の範囲に含まれるものである。
10 撮影光学系
30 測定光学系
30A 測定駆動部
50 視標投影光学系
50A 視標駆動部
60 干渉光学系
61 光源ユニット
66 光スキャナ
70A 参照駆動部
74 参照ミラー
76 検出部
100 制御部
110 主制御部
120 記憶部
150 画像形成部
160 データ処理部
161 水晶体情報生成部
162 評価情報生成部
1621 変化情報取得部
1622 情報生成部
163 光学特性情報取得部
180 ユーザインターフェイス(UI)
181 表示部
182 操作部
E 被検眼
Claims (1)
- 被検眼に調節刺激を与える調節刺激付与部と、
水晶体の少なくとも一部を含む被検眼内の対象部位に対する光コヒーレンストモグラフィを実行する計測部と、
少なくとも前記調節刺激が被検眼に与えられているときに前記対象部位に対して実行された前記光コヒーレンストモグラフィにより取得されたデータを解析することにより、被検眼の調節機能に関する評価情報を生成する解析部と
を備え、
前記計測部は、前記対象部位に対する光コヒーレンストモグラフィを所定の反復レートで繰り返し実行し、
前記解析部は、前記所定の反復レートで繰り返し実行された光コヒーレンストモグラフィにより取得されたデータの時系列変化に基づいて水晶体の厚さの時系列変化のゆらぎの周波数を求め、前記調節刺激が与えられた被検眼の水晶体の形態が安定した後の期間における前記水晶体の厚さの時系列変化のゆらぎの周波数に基づいて前記評価情報を生成する
ことを特徴とする調節機能評価装置。
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